CN210953404U

CN210953404U - 一种大功率电机轴承电蚀损伤模拟装置

Info

Publication number: CN210953404U
Application number: CN201921652450.3U
Authority: CN
Inventors: 程欢珂; 王广斌; 时彧; 宾光富; 彭延峰; 沈意平
Original assignee: Hunan University of Science and Technology
Current assignee: Hunan University of Science and Technology
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2029-09-30

Abstract

本实用新型公开了一种大功率电机轴承电蚀损伤模拟装置，其包括轴承、轴承支座、底板、轴向力加载液压缸、径向力加载液压缸、实验主轴、集电环、数据采集单元、电流传感器、上位机、程控电源；本实用新型在轴承载荷作用一定的情况下，用程控电流源提供电流，电流经过电刷，电刷与轴承外圈相连，集电环安装在实验主轴上，故电流可经过轴承的内外圈在整个装置中形成回路，能准确地模拟轴承在有载荷作用的工况下轴电流的运行方向，本实用新型的载荷由加载液压缸提供，通过调节液压缸模拟轴承所受轴承径向力和轴向力的大小，具有响应快、控制精度高等优点。

Description

一种大功率电机轴承电蚀损伤模拟装置

技术领域

本实用新型涉及一种大功率电机轴承电蚀损伤模拟装置。

背景技术

电动机作为大型机车的心脏，其能否安全运行直接关系到人员安全和经济效益，轴承受扭矩大、转速波动范围大，传输载荷容易突变，工作环境极为恶劣，且运行过程中存在不可避免的交变电流问题，在设计和生产过程中必须对轴承做相应的工况模拟，进而为轴承安全可靠运行提供保证。

在径向载荷作用下，轴承在运行过程中会产生大小不同的轴向力，此外，轴承工作状态下的角速度会产生向心力，向心力和由径向载荷加载产生的轴向位移会使高速运行的轴承处于不平稳状态，长期运行会加快轴承磨损，易造成轴电压击穿润滑油膜产生较大轴电流，进而对轴承造成损伤并加速轴承失效。

现有的模拟轴承轴电流装置大多从如何消除轴承故障方面研究，对轴电流的产生根源及如何能准确测量电机运行过程中产生的轴电流还比较少，尤其是对于电机在载荷作用下产生的轴电流对电机造成的损伤这一研究更是微乎其微。

实用新型内容

为了解决现在上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、操作方便的大功率电机轴承电蚀损伤模拟装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：一种大功率电机轴承电蚀损伤模拟装置，包括轴承、轴承支座、底板、绝缘联轴器、轴向力加载液压缸、径向力加载液压缸、集电环、实验主轴、数据采集单元、电流传感器、上位机、程控电源；所述的轴承固定于轴承支座上，轴承支座固定于底板上，轴承上水平设置实验主轴，实验主轴上设有集电环，实验主轴的右端经绝缘联轴器与电动机相连，电动机固定于电动机支座上，轴承的左端水平设置轴向力加载液压缸，轴向力加载液压缸的右端与设置在轴承支座上的绝缘承压环相连接，绝缘承压环固定在轴承的端盖上；轴承的下部设有径向力加载液压缸，电流传感器安装在轴承支座上，电流传感器的信号输出端与数据采集单元相连，数据采集单元与上位机相连。

进一步的，所述的径向力加载液压缸为圆筒状结构，并设有绝缘套筒。

进一步的，所述的程控电流源经电刷与轴承外圈相连，集电环安装在实验主轴上，电流经过轴承的内外圈在整个装置中形成回路。

进一步的，所述的实验主轴上涂有绝缘层，轴承外侧端盖装有绝缘承压环，轴承支座外安装轴承支座套筒，电流通过电刷和集电环加载到轴承的内外圈上。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型既模拟径向力又模拟轴向力，将径向力加载轴承后产生的向心力和轴向位移用轴向加载油缸模拟，能减少轴承运行状态的不平衡，减少轴承磨损，延长轴承寿命，并且操作简单方便；

本实用新型的载荷由加载液压缸提供，通过调节液压缸模拟轴承所受轴承径向力和轴向力的大小，具有响应快、控制精度高等优点。

在轴承载荷作用一定的情况下，用程控电流源提供电流，电流经过电刷，电刷与轴承外圈相连，集电环安装在实验主轴上，故电流可经过轴承的内外圈在整个装置中形成回路，能准确地模拟轴承在有载荷作用的工况下轴电流的运行方向。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的轴承主轴联轴器局部放大图。

图3为本实用新型的轴承支座和轴承之间凹槽局部放大图。

附图中：1轴承支座、2轴承、3集电环、4实验轴、5绝缘联轴器、6径向力加载液压缸、7底板、8液压缸支撑座、9轴向力加载液压缸、10轴承左端盖、11轴承右端盖12电动机 13电动机支座14轴承凹槽15数据采集单元16上位机17程控电源。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1、2所示，本实用新型包括轴承支座1、轴承2、集电环3、实验主轴4、绝缘联轴器5、径向力加载液压缸6、底板7、液压缸支撑座8、轴向力加载液压缸9、轴承左端盖10、轴承右端盖11、电动机12、电动机支座13、轴承凹槽14、数据采集单元15、上位机16、程控电源17。轴承支座1固定在底板7上，轴承2安装在轴承支座1上，轴承支座1与轴承2之间用绝缘密封圈连接。轴承支座1的底端挖有轴承凹槽14，设计的径向力加载液压缸6与轴承凹槽14相匹配并嵌进去。

轴承2的左右两端设计有左轴承端盖10和右轴承端盖11，轴承端盖的外端安装有绝缘承压环，轴向力加载液压缸9与左轴承端盖10外面的绝缘承压环连接为轴承2提供轴向力的加载，轴向力加载液压缸9的左端固定在液压缸支撑座8上，加载液压缸9和液压缸支撑座8外面都套有绝缘套筒，并且液压缸支撑座8固定在底板7上。

实验主轴4与轴承右端盖11连接，集电环3安装在实验主轴4上，实验主轴4外镀一层绝缘层，集电环3的引线端与程控电源连接，程控电源的另一端与电刷连接，电刷的另一端固定在轴承2的外圈上。

电动机12经过绝缘联轴器5与实验主轴4连接，调节程控电源17，电流可经过轴承2的内外圈在整个装置中形成回路，进而能准确地模拟轴承在有载荷作用的工况下轴电流的运行方向；

电流检测装置包括电流传感器、数据采集单元15和上位机16，电流传感器安装在轴承支座1上，电流传感器的输出信号经数据采集单元15送到上位机16。

所述电流源由程控电源17提供，通过设置程控电源参数，可达到调节轴承在不同工况下实际所受到的电流大小的目的。

本实用新型的工作原理如下：

（1）载荷力加载部分：通过调节加载液压缸6给轴承2提供径向力，调节轴向力加载液压缸9给轴承提供轴向力，此设计可实现单独的径向力或轴向力的加载，尤其的能模拟出轴承在只承受轴向力加载的作用下，对轴承运行状态的影响，也可实现径向力和轴向力同时加载，其操作简单方便；

（2）电流加载部分：电流源为程控电源17，实验时，通过调节其参数产生电流，产生的电流经电刷传递到轴承的外圈上，集电环3安装在实验主轴4上，轴承支撑座1外套有绝缘套筒，电流经过轴承外圈，滚珠，内圈，实验主轴，集电环与电流源两端的导线连接，最终形成回路。此电流加载装置可准确模拟轴承在径向力和轴向力一定的实际工况运行下轴电流的运行方向，通过调节程控电源的参数，即可改变轴承轴电流的大小。

（3）本实用新型设有电流信号采集装置，能够对轴承上的电流进行实时采集，电流信号通过电流传感器、数据采集单元15，送到上位机16，进而为大功率电机轴承在载荷作用下的电蚀损伤模拟提供实验基础和技术支撑。

Claims

1.一种大功率电机轴承电蚀损伤模拟装置，其特征在于：包括轴承、轴承支座、底板、轴向力加载液压缸、径向力加载液压缸、实验主轴、集电环、数据采集单元、电流传感器、上位机、程控电源；所述的轴承固定于轴承支座上，轴承支座固定于底板上，轴承上水平设置实验主轴，实验主轴上设有集电环，实验主轴的右端经绝缘联轴器与电动机相连，电动机固定于电动机支座上，轴承的左端水平设置轴向力加载液压缸，轴向力加载液压缸的右端与设置在轴承支座上的绝缘承压环相连接，绝缘承压环固定在轴承的端盖上；轴承的下部设有径向力加载液压缸，电流传感器安装在轴承支座上，电流传感器的信号输出端与数据采集单元相连，数据采集单元与上位机相连。

2.根据权利要求1所述的大功率电机轴承电蚀损伤模拟装置，其特征在于：所述的径向力加载液压缸为圆筒状结构，并设有绝缘套筒。

3.根据权利要求1所述的大功率电机轴承电蚀损伤模拟装置，其特征在于：程控电流源经电刷与轴承外圈相连，集电环安装在实验主轴上，电流经过轴承的内外圈在整个装置中形成回路。

4.根据权利要求1所述的大功率电机轴承电蚀损伤模拟装置，其特征在于：所述的实验主轴上涂有绝缘层，轴承外侧端盖装有绝缘承压环，轴承支座外安装轴承支座套筒，电流通过电刷和集电环加载到轴承的内外圈上。